Análisis numérico de una prótesis endobronquial utilizada para el tratamiento de cáncer pulmonar

• Autores: Christopher Torres-San Miguel, Guillermo Urriolagoitia Calderón, Guillermo Urriolagoitia Sosa, Luis Héctor Hernández Gómez
• Localización: Revista Colombiana de Biotecnología, ISSN 0123-3475, ISSN-e 1909-8758, Vol. 12, Nº. 2, 2010, págs. 41-54
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Numerical analysis of an intrabronchial prosthesis used for treating lung cancer
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• Resumen
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    En México, la mortalidad debido a enfermedades bronco-respiratorias se ubica en el sexto lugar según datos estadísticos dados por el Instituto Nacional de Enfermedades Respiratorias (INER). Esto genera la necesidad de incrementar la eficiencia en la aplicación de los tratamientos usados para este tipo de patología.

    Algunos de los métodos utilizados con mayor frecuencia para el tratamiento de estas dolencias hacen uso de micro dispositivos, también conocidos como válvulas endobronquiales. Este es un sistema alternativo que evita cirugías invasivas y logra prolongar e incrementar la calidad de vida de los pacientes.

    En este trabajo se presenta el análisis del desempeño de la válvula IBV®. Para el desarrollo del estudio numérico se determinaron las dimensiones y propiedades mecánicas del modelo a partir de catálogos del fabricante. Se desarrolló un modelo para el cual se consideraron las propiedades del Nitinol® y Silastic®.

    Asimismo, se propusieron dos condiciones de operación para la válvula, una anclada en el bronquio y la otra en la condición en la que se encuentra plegada dentro del broncoscopio. Se utilizó el Método del elemento finito (MEF) para simular las condiciones de trabajo de la válvula. Los resultados encontrados muestran el funcionamiento estructural y el nivel de los esfuerzos generados en el implante durante el ciclo de respiración forzada del individuo. Además, se proporcionan las bases para generar un nuevo dispositivo que pueda emular el funcionamiento de este tipo de implantes y aumente la eficiencia del tratamiento de dicha patología.

  • English

    Bronchial respiratory sickness occupies sixth place in Mexican mortality rates according to National Institute of Breathing Sickness (INER) statistics, meaning that the efficiency of treatment for this disease should be increased. The intrabronchial valve is a recommended treatment method, its main objective being an alternative for avoiding invasive surgery and increasing the length and quality of a patient�s life. An IBV® valve was submitted to biomechanical analysis. Regarding numerical analysis, the valve�s dimensions and mechanical properties were proposed using manufacturers� catalogues as more reliable information was not available in the pertinent available literature. As a result, a new model was developed in which nitinol® and silastic® were considered as the main valve materials. The proposed working conditions assumed that the valve had been implanted in folded form at the bronchus and then anchored when it is unfolded. The finite element method (FEM) was used for simulating the proposed working conditions. The results showed the structural performance and stress level produced in the implant during a person�s forced breathing cycle. They also provided the knowledge for producing a new device that could emulate the performance of these implants and develop more efficient treatment for this disease.